Untersuchung der Kontaktspannungen an isolierten Sektorleitern in SZ-Verseilmaschinen

Zusammenfassung

Eines der Hauptprobleme bei der Optimierung von SZ-Verseilmaschinen ist die Ermittlung des zulässigen Verseilrollendrucks auf die Leiterisolation. Zur Erhöhung der Produktivität und Qualität des Verseilprodukts waren somit aufwendige Tests zur Messung der Kontaktspannungen notwendig. Für diese Messungen wurden sowohl FUJI- als auch TEKSCAN-Druckmessfolien an der Oberfläche der Leiterisolation appliziert. Zur Auswertung der FUJI-Druckmessfolien wurde GODAV (graphikorientiertes Druckmessfolien-Auswerteverfahren), zur Auswertung der TEKSCAN-Folien die mitgelieferte Software verwendet. Der zweite Teil des Artikels präsentiert den Vergleich zwischen Experiment (Messung) und einer nichtlinearen Finite-Elemente-Berechnung, wobei die Modellbildung des Kontaktproblems sowie die Ermittlung des Materialverhaltens (insbesondere der PVC-Isolation) die meisten Schwierigkeiten bereitete. Die Ergebnisse zeigen jedoch trotz der Komplexität und hochgradigen Nichtlinearität des Problems eine recht gute Korrelation zwischen Messung und Berechnung.

Abstract

During the development of a new SZ-stranding machine a lot of experiments and tests had been carried out. One of the special merits of this new machine is the possibility to strand round and sector-conductors. Compact construction and using SZ-technology with alternating stranding direction increase the stranding velocity and productivity. One of the most important problems was the determination of the pressure loading capacity of the conductor insulation. Therfore many tests for measuring the contact stresses between rollers and insulation were carried out to increase the quality of stranded conductors. These measurements were done by using the FUJI-Prescale Film producing a red coloured density distribution depending on the amount of pressure. For evaluation of the pressure distribution out of the red coloured density the GODAV-system (graphikorientiertes Druckmessfolien-Auswerteverfahren) was used. The first part of the paper deals with methods of measurements and evaluation of the test results to get maximum stranding velocity as well as optimized quality of stranded conductors. The second part of the paper presents a comparison between the experiments and nonlinear FE-calculations. Modelling of the contact problem between rollers and insulation (round and sector-conductors) was the main problem in this case. An additional problem was the determination of the material properties of the insulation material. We assumed a multilinear stress-strain diagram with hardening effect. First results show a good accordance between measurements and numerical calculations.